JP2013128872A - Gel producing apparatus, medical gel, and method for producing gel - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gel producing apparatus capable of producing gel connected in series.SOLUTION: The gel producing apparatus includes a fluid jetting part for jetting a first fluid; a flow part for allowing a second fluid to flow in a predetermined direction; and a control part for controlling the operation of the fluid jetting part. The control part jets the first fluid into the second flowing fluid to produce first gel, and jets the first fluid into the second flowing fluid so as to contact a part of the first gel in the second fluid, thereby producing second gel and producing gel connected in series of the first gel and second gel.

Description

本発明は、ゲル製造装置、医療用ゲル、及び、ゲル製造方法に関する。   The present invention relates to a gel manufacturing apparatus, a medical gel, and a gel manufacturing method.

ゲルの材料となる液体(ゲル材)を、該液体をゲル化させるゲル化材に向けて吐出する液滴吐出法により、ゲルを製造する方法が知られている。例えば、静止した状態のゲル化材に対して、一定の間隔を空けてゲル材を吐出する吐出口(ノズル)を配置する。そして、液滴吐出法によりノズルから吐出されるゲル材の液滴と、静止した状態のゲル化材とを反応させてゲルを製造する方法及び装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   There is known a method for producing a gel by a droplet discharge method in which a liquid (gel material) serving as a gel material is discharged toward a gelling material that gels the liquid. For example, a discharge port (nozzle) that discharges the gel material at a certain interval is arranged for the gelled material in a stationary state. And the method and apparatus which manufactures the gel by making the droplet of the gel material discharged from a nozzle by the droplet discharge method react with the gel material of a stationary state are disclosed (for example, refer patent document 1). ).

特開2001−232178号公報JP 2001-232178 A

特許文献1の方法によれば、液滴の吐出量を調整することで所望の大きさのゲルを生成することができる。特に、微小なサイズのマイクロカプセル等を生成することができる。   According to the method of Patent Document 1, a gel having a desired size can be generated by adjusting the discharge amount of droplets. In particular, micro-sized microcapsules and the like can be generated.

近年では、このようなゲルを生成する原料となる液体(ゲル材)を適当に選択することにより、医療分野や食品分野へ応用することが期待されている。そのような中で、複数のゲルを糸状(繊維状)に連ならせて利用することが考えられている。例えば、手術を行なう際の縫合に用いられる糸や、神経組織等の生体材料として、糸状のゲルを用いることが考えられている。しかし、従来のゲル製造方法では、単体のゲルを個々に生成することは可能であっても、直列に連なった状態のゲル(糸状のゲル)を生成することは困難であった。   In recent years, it is expected to be applied to the medical field and the food field by appropriately selecting a liquid (gel material) as a raw material for generating such a gel. Under such circumstances, it is considered to use a plurality of gels in a string (fiber form). For example, it is considered to use a thread-like gel as a thread used for suturing during surgery or a biomaterial such as nerve tissue. However, in the conventional gel manufacturing method, it is difficult to generate gels in a state of being connected in series (filamentous gels) even though individual gels can be generated individually.

本発明では、直列に連なった状態のゲルを生成可能なゲル製造装置を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide a gel manufacturing apparatus capable of generating a gel in a state of being connected in series.

上記目的を達成するための主たる発明は、第1の流体を噴射する流体噴射部と、第2の流体を所定の方向に流動させる流動部と、前記流体噴射部の動作を制御する制御部と、を備えるゲル製造装置であって、前記制御部は、流動する前記第2の流体中に前記第1の流体を噴射して第1のゲルを生成し、前記第2の流体中で前記第1のゲルの一部と接触するように、流動する前記第2の流体中に前記第1の流体を噴射して第2のゲルを生成し、前記第1のゲルと前記第2のゲルとが直列に連なった状態のゲルを生成することを特徴とするゲル製造装置である。   A main invention for achieving the above object includes a fluid ejecting unit that ejects a first fluid, a flow unit that causes a second fluid to flow in a predetermined direction, and a control unit that controls the operation of the fluid ejecting unit. The control unit is configured to generate the first gel by injecting the first fluid into the flowing second fluid, and the first fluid in the second fluid. The first fluid is ejected into the flowing second fluid so as to be in contact with a part of the first gel to form a second gel, and the first gel and the second gel It is the gel manufacturing apparatus characterized by producing | generating the gel of the state which continued in series.

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。   Other features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

形成される糸状ゲルの概念図である。It is a conceptual diagram of the filamentous gel formed. ゲル製造装置1の概略図である。It is the schematic of the gel manufacturing apparatus 1. 噴射ヘッド11の構造を説明する断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating the structure of the ejection head 11. FIG. ゲル生成動作の概要について時系列順に説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of gel production | generation operation | movement in order of a time series. 図5A〜図5Cは、隣り合う液滴同士の間隔Pと液滴の直径dとの関係を説明する図である。5A to 5C are diagrams for explaining the relationship between the interval P between adjacent droplets and the diameter d of the droplets. アルギン酸ナトリウムの説明図である。It is explanatory drawing of a sodium alginate. アルギン酸ナトリウムからアルギン酸カルシウムゲルへ変化する中間の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the intermediate | middle aspect which changes from sodium alginate to a calcium alginate gel. アルギン酸カルシウムゲルの説明図である。It is explanatory drawing of a calcium alginate gel. 第1実施形態の変形例におけるゲル製造装置1の概略図である。It is the schematic of the gel manufacturing apparatus 1 in the modification of 1st Embodiment. ゲル製造装置2の概略図である。It is the schematic of the gel manufacturing apparatus 2. FIG. 第3実施形態で生成される糸状ゲルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the filamentous gel produced | generated by 3rd Embodiment.

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。   At least the following matters will become clear from the description of the present specification and the accompanying drawings.

第1の流体を噴射する流体噴射部と、第2の流体を所定の方向に流動させる流動部と、前記流体噴射部の動作を制御する制御部と、を備えるゲル製造装置であって、前記制御部は、流動する前記第2の流体中に前記第1の流体を噴射して第1のゲルを生成し、前記第2の流体中で前記第1のゲルの一部と接触するように、流動する前記第2の流体中に前記第1の流体を噴射して第2のゲルを生成し、前記第1のゲルと前記第2のゲルとが直列に連なった状態のゲルを生成することを特徴とするゲル製造装置。
このようなゲル製造装置によれば、直列に連なった状態の糸状(繊維状)ゲルを高精度に生成することができる。
A gel manufacturing apparatus comprising: a fluid ejecting unit that ejects a first fluid; a flow unit that causes a second fluid to flow in a predetermined direction; and a control unit that controls the operation of the fluid ejecting unit, The controller generates the first gel by injecting the first fluid into the flowing second fluid, and contacts the part of the first gel in the second fluid. The first fluid is injected into the flowing second fluid to generate a second gel, and the first gel and the second gel are connected in series to generate a gel. The gel manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
According to such a gel manufacturing apparatus, a filamentous (fibrous) gel in a state of being connected in series can be generated with high accuracy.

かかるゲル製造装置であって、前記流体噴射部から前記第1の流体が断続的に噴射される際の周波数をf、前記第1の流体によって形成されるゲルの直径をd、前記第2の流体の流動速度をvとするとき、v/f≦d、の関係を満たすことが望ましい。
このようなゲル製造装置によれば、複数のゲルを生成する際に、連続して形成される2つのゲル同士が隣り合って接触しやすくなる。隣り合うゲル同士が次々に結合していくことにより、複数のゲルが直列に連なって結合した形状の糸状ゲルが生成されやすくなる。
In this gel manufacturing apparatus, the frequency when the first fluid is intermittently ejected from the fluid ejecting unit is f, the diameter of the gel formed by the first fluid is d, and the second It is desirable to satisfy the relationship of v / f ≦ d, where v is the fluid flow velocity.
According to such a gel manufacturing apparatus, when a plurality of gels are generated, two gels that are continuously formed are easily adjacent to and in contact with each other. Adjacent gels are successively bonded to each other, so that a filamentous gel having a shape in which a plurality of gels are connected in series is easily generated.

かかるゲル製造装置であって、前記流動部は、前記第2の流体の流動方向が直線方向となる部分を有するように流動させることが望ましい。
このようなゲル製造装置によれば、第2の流体の流動速度が一定に保たれやすく、安定して糸状ゲルを生成することができる。また、第2の流体の流動方向が直線方向であれば、生成された糸状ゲルが第2の流体中を流動する間に絡まることを抑制しやすくなる。
In such a gel manufacturing apparatus, it is preferable that the fluidizing portion is caused to flow so as to have a portion in which the flow direction of the second fluid is a linear direction.
According to such a gel manufacturing apparatus, the flow rate of the second fluid can be easily kept constant, and the filamentous gel can be generated stably. Moreover, if the flow direction of the second fluid is a linear direction, it is easy to suppress the generated filamentous gel from being tangled while flowing in the second fluid.

かかるゲル製造装置であって、前記流動部は、前記第2の流体を渦状に回転流動させることが望ましい。
このようなゲル製造装置によれば、ゲルを生成するために必要な第2の流体の量が少なくなり、ゲル製造コストを節約することができる。また、ゲル製造装置をコンパクトに構成することができるので、省スペース化を図れる。
In such a gel manufacturing apparatus, it is desirable that the fluidizing portion rotate and flow the second fluid in a spiral shape.
According to such a gel manufacturing apparatus, the amount of the second fluid necessary for generating the gel is reduced, and the gel manufacturing cost can be saved. Further, since the gel manufacturing apparatus can be configured compactly, space saving can be achieved.

かかるゲル製造装置であって、前記第1の流体は多糖類または蛋白質類を含む水溶液であり、前記第2の流体は多価金属塩を含む水溶液であり、前記第1の流体を前記第2の流体と接触させて硬化反応によりゲルを生成することが望ましい。
このようなゲル製造装置によれば、人体に無害で医療分野等に対する応用性が高い糸状のゲルを生成することができる。また、親水性のゲルによるシェルを形成することが可能であるため、保水性能が高く、また、外部環境との間で浸透圧調整が容易な糸状ゲルを生成することができる。
In this gel manufacturing apparatus, the first fluid is an aqueous solution containing polysaccharides or proteins, the second fluid is an aqueous solution containing a polyvalent metal salt, and the first fluid is the second fluid. It is desirable to form a gel by a curing reaction in contact with the fluid.
According to such a gel manufacturing apparatus, it is possible to generate a filamentous gel that is harmless to the human body and has high applicability to the medical field. Moreover, since it is possible to form a shell made of a hydrophilic gel, it is possible to generate a filamentous gel that has high water retention performance and that can easily adjust osmotic pressure with the external environment.

かかるゲル製造装置であって、前記第1の流体は、冷却されることによってゲル化する液体であり、前記第2の流体は、前記第1の流体を冷却する液体であり、前記第1の流体を前記第2の流体と接触させて冷却することによりゲルを生成することによりゲルを生成することが望ましい。
このようなゲル製造装置によれば、冷却温度を調整することによって硬さを自由に調節することが可能なゲルを製造することができる。また、第2の流体として水を用いることができるので、材料のコストを安価に抑えることができる。
In this gel manufacturing apparatus, the first fluid is a liquid that gels when cooled, the second fluid is a liquid that cools the first fluid, and the first fluid It is desirable to produce a gel by producing a gel by cooling a fluid in contact with the second fluid.
According to such a gel manufacturing apparatus, it is possible to manufacture a gel whose hardness can be freely adjusted by adjusting the cooling temperature. In addition, since water can be used as the second fluid, the cost of the material can be kept low.

かかるゲル製造装置であって、前記第1の流体は、酵素反応によってゲル化する液体であり、前記第2の流体は、酵素を含んだ水溶液であり、前記第1の流体を前記第2の流体と接触させて酵素反応によりゲルを生成することによりゲルを生成することが望ましい。
このようなゲル製造装置によれば、第1の流体の濃度や第2の流体中に含まれる酵素の濃度を調整することによって生成される糸状ゲルの硬さを由に調節することができる。また、医療やバイオテクノロジー等、様々な分野への応用が可能となる。
In this gel manufacturing apparatus, the first fluid is a liquid that gels by an enzyme reaction, the second fluid is an aqueous solution containing an enzyme, and the first fluid is the second fluid. It is desirable to produce a gel by contacting it with a fluid to produce the gel by an enzymatic reaction.
According to such a gel manufacturing apparatus, it can adjust based on the hardness of the filamentous gel produced | generated by adjusting the density | concentration of the 1st fluid and the density | concentration of the enzyme contained in a 2nd fluid. In addition, it can be applied to various fields such as medical care and biotechnology.

また、かかるゲル製造装置で製造された医療用ゲルが明らかなる。
このような医療用ゲルによれば、長さや太さを自由に調整可能な糸状ゲルが製造できるため、手術用の糸や生体組織として利用することができる。
Moreover, the medical gel manufactured with this gel manufacturing apparatus becomes clear.
According to such a medical gel, since a filamentous gel whose length and thickness can be freely adjusted can be manufactured, it can be used as a surgical thread or biological tissue.

また、所定の方向に流動する第2の流体に第1の流体を噴射して第1のゲルを生成する工程と、前記第2の流体中で前記第1のゲルの一部と接触するように、流動する前記第2の流体中に前記第1の流体を噴射して第2のゲルを生成する工程と、を有し、前記第1のゲルと前記第2のゲルとが直列に連なった状態のゲルを生成する、ゲル製造方法が明らかとなる。   A step of injecting the first fluid into the second fluid flowing in a predetermined direction to generate the first gel; and contacting a part of the first gel in the second fluid. And the step of injecting the first fluid into the flowing second fluid to form a second gel, wherein the first gel and the second gel are connected in series. A gel production method that produces a gel in a fresh state is revealed.

===第1実施形態===
<ゲルについて>
本実施形態では、ゲルの原料となる第1の流体を噴射することにより流体滴を形成し、当該流体滴を第2の流体と接触させ、流体滴の一部若しくは全体を硬くする(硬化させる)ことによってゲルを生成する。この場合、流体滴がほぼ球状に形成されるため、生成されるゲルも球に近い形状となる。なお、第1の流体によって形成される流体滴の一部を第2の流体によって硬化させることにより、「カプセル」の構造を有するゲルを生成することも可能である。
=== First Embodiment ===
<About gel>
In the present embodiment, a fluid droplet is formed by ejecting a first fluid that is a raw material of the gel, the fluid droplet is brought into contact with the second fluid, and a part or the whole of the fluid droplet is hardened (cured). ) To form a gel. In this case, since the fluid droplet is formed in a substantially spherical shape, the generated gel also has a shape close to a sphere. In addition, it is also possible to produce | generate the gel which has the structure of a "capsule" by hardening a part of fluid droplet formed with a 1st fluid with a 2nd fluid.

以下の実施形態では、第1の流体及び第2の流体は共に液体であるものとして説明する。第1の流体及び第2の流体の具体的詳細については後で説明する。   In the following embodiments, the first fluid and the second fluid are both assumed to be liquids. Specific details of the first fluid and the second fluid will be described later.

本実施形態では、このようにほぼ球状のゲル(カプセル)が直列に複数連なって「糸状」(繊維状)となった形態のゲルを生成する(以下、糸状ゲルとも言う)。図1に本実施形態で形成される糸状ゲルの概念図を示す。図のように、隣り合うゲル同士が斜線で示される部分で互いに結合することによって鎖のように連結し、糸状のゲルが生成される。   In the present embodiment, a plurality of substantially spherical gels (capsules) are connected in series to form a gel in the form of a “string” (fibrous) (hereinafter also referred to as a thread gel). FIG. 1 shows a conceptual diagram of a filamentous gel formed in this embodiment. As shown in the figure, adjacent gels are joined together at a portion indicated by hatching to be connected like a chain, and a thread-like gel is generated.

<ゲル製造装置の構成>
第1実施形態では、第2の流体を所定の方向(例えば直線方向)に流動させながら、該第2の流体に対して第1の流体を噴射するゲル製造装置1を用いて糸状ゲルを生成する。図2に、ゲル製造装置1の概略図を示す。ゲル製造装置は、流体噴射部10と、流動部20と、制御部50とを備える。
<Configuration of gel production apparatus>
In the first embodiment, a filamentous gel is generated using the gel manufacturing apparatus 1 that ejects the first fluid to the second fluid while flowing the second fluid in a predetermined direction (for example, a linear direction). To do. In FIG. 2, the schematic of the gel manufacturing apparatus 1 is shown. The gel manufacturing apparatus includes a fluid ejecting unit 10, a fluidizing unit 20, and a control unit 50.

また、説明のため、図2に示されるように、X軸、Y軸、Z軸からなる座標軸を設定する。Z軸は鉛直方向(図2において下向きの方向)であり、X軸はZ軸に対して垂直な方向であり、Y軸はZ軸及びX軸に垂直な方向であるものとする。   For the sake of explanation, as shown in FIG. 2, a coordinate axis composed of an X axis, a Y axis, and a Z axis is set. The Z axis is a vertical direction (a downward direction in FIG. 2), the X axis is a direction perpendicular to the Z axis, and the Y axis is a direction perpendicular to the Z axis and the X axis.

(液体噴射部10)
液体噴射部10は、第1の流体を噴射して液滴を形成する。液体噴射部10は噴射ヘッド11と第1流体タンク12とを有する。
(Liquid injection unit 10)
The liquid ejecting unit 10 ejects the first fluid to form droplets. The liquid ejecting unit 10 includes an ejecting head 11 and a first fluid tank 12.

噴射ヘッド11は第1の流体を所定量ずつ噴射することで、第1の流体の液滴を形成する。本実施形態では、基本的に第1の流体がZ軸方向(鉛直下向きの方向)に噴射されるものとする。ただし、噴射ヘッド11はZ軸方向に対して傾いた方向に第1の流体を噴射させることも可能である。   The ejection head 11 ejects the first fluid by a predetermined amount to form droplets of the first fluid. In the present embodiment, the first fluid is basically ejected in the Z-axis direction (vertically downward direction). However, the ejection head 11 can eject the first fluid in a direction inclined with respect to the Z-axis direction.

図3に、噴射ヘッド11の構造を説明する断面図を示す。本実施形態で、噴射ヘッド11は、ノズル111、ピエゾ素子PZT、流体供給路112、ノズル連通路114(容積室に相当する)、及び、弾性板116(ダイアフラムに相当する)を有する。   FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the structure of the ejection head 11. In this embodiment, the ejection head 11 includes a nozzle 111, a piezo element PZT, a fluid supply path 112, a nozzle communication path 114 (corresponding to a volume chamber), and an elastic plate 116 (corresponding to a diaphragm).

第1流体タンク12に貯留された第1の流体は、流体供給路112を介してノズル連通路114に供給される。圧電素子であるピエゾ素子PZTには、制御部で生成される複数のパルスを有する電圧信号が、駆動信号として印加される。駆動信号が印加されると、該駆動信号に従ってピエゾ素子PZTが伸縮し、弾性板116を振動させる。そして、ノズル連通路114の容積を変化させ、駆動信号の振幅に対応するようにノズル連通路114内に供給された第1の流体を移動させる。   The first fluid stored in the first fluid tank 12 is supplied to the nozzle communication path 114 via the fluid supply path 112. A voltage signal having a plurality of pulses generated by the control unit is applied as a drive signal to the piezoelectric element PZT which is a piezoelectric element. When a drive signal is applied, the piezo element PZT expands and contracts in accordance with the drive signal, causing the elastic plate 116 to vibrate. Then, the volume of the nozzle communication path 114 is changed, and the first fluid supplied into the nozzle communication path 114 is moved so as to correspond to the amplitude of the drive signal.

第1の流体の移動について具体的に説明する。本願実施形態のピエゾ素子PZTは、電圧を印加すると図3の上下方向に収縮する特性を有する。駆動信号としてある電圧からより大きい電圧を印加した場合、ピエゾ素子PZTは図3の上下方向に収縮してノズル連通路114の容積を拡大する方向に弾性板116を変形させる。このとき、ノズル111における流体表面はノズル111の内側(図3の上側)方向に移動する。逆に、ある電圧からより小さい電圧を印加した場合、ピエゾ素子PZTは図3の上下方向に伸長し、ノズル連通路114の容積を縮小する方向に弾性板116を変形させる。このとき、ノズル111の流体表面はノズル111の外側(図3の下側)方向に移動する。このように、ノズル連通路114の容積を変化させるとノズル連通路114における圧力が変動し、ノズル連通路114に充填された第1の流体をノズル111から噴射することができる。噴射された第1の流体(液体)は、その表面張力により球形(液滴)となる。つまり、ピエゾ素子PZTに印加される駆動信号の振幅(電圧の大きさ)を変更することによって、噴射される液滴の大きさ(流体の量)を調整することができる。これにより、所望のサイズのゲルを正確に形成することができるようになる。また、ピエゾ素子PZTに印加される駆動信号の周波数を変更することにより、第1の流体の噴射周期を調整することができる。   The movement of the first fluid will be specifically described. The piezo element PZT of the present embodiment has a characteristic of contracting in the vertical direction in FIG. 3 when a voltage is applied. When a voltage larger than a certain voltage is applied as a drive signal, the piezo element PZT contracts in the vertical direction in FIG. 3 and deforms the elastic plate 116 in a direction to increase the volume of the nozzle communication path 114. At this time, the fluid surface in the nozzle 111 moves in the direction of the inside of the nozzle 111 (upper side in FIG. 3). Conversely, when a smaller voltage is applied from a certain voltage, the piezo element PZT extends in the vertical direction in FIG. 3 and deforms the elastic plate 116 in a direction to reduce the volume of the nozzle communication path 114. At this time, the fluid surface of the nozzle 111 moves in the direction of the outside of the nozzle 111 (the lower side in FIG. 3). As described above, when the volume of the nozzle communication path 114 is changed, the pressure in the nozzle communication path 114 varies, and the first fluid filled in the nozzle communication path 114 can be ejected from the nozzle 111. The ejected first fluid (liquid) becomes spherical (droplet) due to its surface tension. That is, by changing the amplitude (voltage magnitude) of the drive signal applied to the piezo element PZT, the size (amount of fluid) of the ejected droplet can be adjusted. Thereby, a gel of a desired size can be formed accurately. Moreover, the ejection cycle of the first fluid can be adjusted by changing the frequency of the drive signal applied to the piezo element PZT.

なお、第1の流体に酸素分子が溶け込んでいると、この圧力変動の際、ノズル連通路114において気泡が生じてしまう。よって、本実施形態において使用される第1の流体は予め溶存空気(酸素)が除去されていることが望ましい。   If oxygen molecules are dissolved in the first fluid, bubbles are generated in the nozzle communication path 114 during the pressure fluctuation. Therefore, it is desirable that dissolved air (oxygen) be removed in advance from the first fluid used in the present embodiment.

詳細については後述するが、本実施形態では糸状のゲルを生成するために、液滴の直径dと第1の流体の噴射周波数fとを正確に調整することが要求される。上述のような圧電素子(ピエゾ素子)であれば、駆動信号の電圧波形を調整することにより、流体の噴射量や噴射タイミングを自由にコントロールしやすくなる。   Although details will be described later, in this embodiment, it is required to accurately adjust the diameter d of the droplet and the ejection frequency f of the first fluid in order to generate a thread-like gel. If it is a piezoelectric element (piezo element) as described above, it becomes easy to freely control the ejection amount and ejection timing of the fluid by adjusting the voltage waveform of the drive signal.

第1流体タンク12はゲルの原料となる第1の流体を貯留しておくタンクであり、不図示の流体伝送路を介して噴射ヘッド11に第1の流体を供給する。   The first fluid tank 12 is a tank that stores a first fluid that is a raw material of the gel, and supplies the first fluid to the ejection head 11 via a fluid transmission path (not shown).

(流動部20)
流動部20は、第2の流体を所定の方向に連続的に流動させ、川のような流れを生じさせる。本実施形態で、流動部20はX軸方向に沿って第2の流体を流動させるものとする。流動部20は流動通路21と、第2流体タンク22と、流動機構23とを有する。
(Fluid part 20)
The flow unit 20 causes the second fluid to continuously flow in a predetermined direction, thereby generating a river-like flow. In the present embodiment, the flow unit 20 is assumed to flow the second fluid along the X-axis direction. The flow unit 20 includes a flow passage 21, a second fluid tank 22, and a flow mechanism 23.

流動通路21は、X軸方向に沿って伸びた溝状の装置であり、第2の流体(図の着色部)は当該溝部分を流れることによってX軸方向に流動する。流動通路21は噴射ヘッド11の鉛直下方向に設置され、噴射ヘッド11から噴射された第1の流体の液滴が、流動通路21を流れる第2の流体の液面に着弾するように位置が調整される(図2参照)。なお、流動通路21の形状は任意であり、例えば、流動通路21の流路の途中がカーブしていたり、流路の断面形状が変化していたりしてもよい。ただし、第2の流体の流動条件(流動速度)を一定に保つために、流路が直線方向となる部分を有することが望ましい。本実施形態では、流動する第2の流体中でゲル(第1の流体の液滴)同士が結合することにより糸状ゲルが生成される。したがって、流動条件を一定とすることにより、より高精度な糸状ゲルを生成しやすくなるからである。また、第2の流体が直線的に流れることにより生成される糸状ゲルも直線的に流されるため、糸が絡まりにくくなり、長い糸状ゲルを生成しやすくなる。   The flow passage 21 is a groove-shaped device extending along the X-axis direction, and the second fluid (colored portion in the figure) flows in the X-axis direction by flowing through the groove portion. The flow passage 21 is installed vertically below the ejection head 11, and is positioned so that the first fluid droplets ejected from the ejection head 11 land on the liquid surface of the second fluid flowing through the flow passage 21. It is adjusted (see FIG. 2). The shape of the flow passage 21 is arbitrary, and for example, the middle of the flow path of the flow passage 21 may be curved, or the cross-sectional shape of the flow path may be changed. However, in order to keep the flow condition (flow velocity) of the second fluid constant, it is desirable to have a portion in which the flow path is in a linear direction. In the present embodiment, a gel-like gel is generated by combining gels (droplets of the first fluid) with each other in the flowing second fluid. Therefore, it is because it becomes easy to produce | generate a highly accurate filamentous gel by making flow conditions constant. Moreover, since the filamentous gel produced | generated when the 2nd fluid flows linearly also flows linearly, it becomes difficult to entangle a thread | yarn and it becomes easy to produce | generate a long filamentous gel.

第2流体タンク22は第2の流体を貯留する容器であり、流動通路21に第2の流体を連続的に供給して、第2の流体の流れを生じさせる。   The second fluid tank 22 is a container that stores the second fluid, and continuously supplies the second fluid to the flow passage 21 to generate the flow of the second fluid.

流動機構23は、第2の流体を流動させつつ、単位時間あたりに流れる第2の流体の量を調整する流水発生装置であり、市販の流水ポンプ等を用いることができる。ただし、流動機構23を用いることなく第2の流体を所定の速度で流動させることができるのであれば、必ずしも流動機構23を備えている必要はない。例えば、第2流体タンク22の水頭圧によって第2の流体が一定量ずつ流動通路21に供給されたり、流動通路21がZ軸方向に傾斜するように配置されていたりする場合には、流動機構23が無くても第2の流体を流動させることは可能である。   The flow mechanism 23 is a flowing water generator that adjusts the amount of the second fluid that flows per unit time while flowing the second fluid, and a commercially available flowing water pump or the like can be used. However, the flow mechanism 23 is not necessarily provided as long as the second fluid can flow at a predetermined speed without using the flow mechanism 23. For example, when the second fluid is supplied to the flow passage 21 by a certain amount by the water head pressure of the second fluid tank 22 or the flow passage 21 is arranged to be inclined in the Z-axis direction, the flow mechanism Even if 23 is not provided, it is possible to cause the second fluid to flow.

(制御部50)
制御部50は、噴射ヘッド11を駆動させるための電圧波形信号である駆動信号を生成し、ピエゾ素子PZTに印加することによって、噴射ヘッド11の駆動を制御し、第1の流体の噴射を制御する。また、流動部20が流動機構23を備える場合には、流動機構23を制御することによって第2の流体の流動速度を制御してもよい。
(Control unit 50)
The control unit 50 generates a drive signal that is a voltage waveform signal for driving the ejection head 11 and applies it to the piezo element PZT, thereby controlling the ejection head 11 to control ejection of the first fluid. To do. In addition, when the flow unit 20 includes the flow mechanism 23, the flow rate of the second fluid may be controlled by controlling the flow mechanism 23.

<ゲル生成動作について>
第1実施形態における糸状ゲルの生成動作について説明する。図4に、ゲル生成動作の概要について説明する図を示す。図4の(a)〜(d)では、糸状のゲルが生成される過程を時系列順に表している。
<About gel generation operation>
The production | generation operation | movement of the filamentous gel in 1st Embodiment is demonstrated. In FIG. 4, the figure explaining the outline | summary of gel production | generation operation | movement is shown. In FIGS. 4A to 4D, the process in which the filamentous gel is generated is shown in chronological order.

まず、流動部20に沿って所定の方向(図ではX軸方向)に速度(流動速度)vで流動する第2の流体に対して、鉛直上方に固定された流体噴射部10から第1の流体が所定量ずつ断続的に噴射される((a)図参照)。図では、1回分の噴射により直径dの球状の液滴が形成される。つまり、形成される液滴の直径dの大きさは、流体噴射部10から噴射される第1の流体の量を変更することにより調整することができる。   First, with respect to a second fluid that flows at a velocity (flow velocity) v in a predetermined direction (X-axis direction in the figure) along the fluid portion 20, the first fluid ejecting portion 10 that is fixed vertically above the first fluid The fluid is intermittently ejected by a predetermined amount (see (a) figure). In the figure, spherical droplets having a diameter d are formed by one injection. In other words, the size of the diameter d of the formed droplet can be adjusted by changing the amount of the first fluid ejected from the fluid ejecting unit 10.

また、流体噴射部10は、周波数fで第1の流体を断続的に噴射するものとする。つまり、第1番目の液滴が噴射されてから次の液滴(第2番目の液滴)が噴射されるまでの周期が1/fで表される。この噴射周波数fは、制御部50によって生成される駆動信号(電圧波形信号)の波形を変更することによって調整することができる。   The fluid ejecting unit 10 ejects the first fluid intermittently at the frequency f. In other words, the period from when the first droplet is ejected to when the next droplet (second droplet) is ejected is represented by 1 / f. The ejection frequency f can be adjusted by changing the waveform of the drive signal (voltage waveform signal) generated by the control unit 50.

第1の流体によって形成された液滴(図で第1番目の液滴)は、噴射方向(図ではZ軸方向)を移動して、第2の流体の液面に着弾する((b)図参照)。そして、第2の流体と接触することにより接触面(図の斜線部)において化学反応が生じ、液滴(第1の流体)の表面から内部へと徐々にゲル化が進行する。この化学反応(ゲル化反応)の詳細については後で説明する。   The droplet formed by the first fluid (the first droplet in the figure) moves in the ejection direction (Z-axis direction in the figure) and lands on the liquid surface of the second fluid ((b) (See figure). Then, by contacting with the second fluid, a chemical reaction occurs on the contact surface (shaded portion in the figure), and gelation gradually proceeds from the surface of the droplet (first fluid) to the inside. Details of this chemical reaction (gelation reaction) will be described later.

また、噴射部10は周波数fで断続的に第1の流体を噴射し続け、(b)図では第3番目の液滴が噴射されている。   In addition, the ejection unit 10 continues to eject the first fluid intermittently at the frequency f, and the third droplet is ejected in FIG.

(b)図の状態から所定時間tが経過した後、第1番目の液滴は第2の流体に流されて、流動方向にvtだけ移動する((c)図参照)。このタイミングで、第2番目の液滴(第1の流体)が第2の流体の液面に着弾する。そして、第2番目の液滴の一部が、第1番目の液滴の一部と接触する。第2番目の液滴は、第2の流体と接触することによりゲル化が進行し、その一部が第1番目の液滴と接触した状態でゲル化する。これにより、(c)図のように2つの球状の液滴が直列に結合したようなゲルが生成される。また、噴射部10からは第4番目の液滴が噴射されている。   (B) After a predetermined time t has elapsed from the state shown in the figure, the first droplet is caused to flow through the second fluid and moves in the flow direction by vt (see FIG. (C)). At this timing, the second droplet (first fluid) lands on the liquid surface of the second fluid. A part of the second droplet comes into contact with a part of the first droplet. The second droplet is brought into gelation by contacting with the second fluid, and part of the second droplet is gelled in contact with the first droplet. As a result, a gel in which two spherical droplets are coupled in series as shown in FIG. A fourth droplet is ejected from the ejection unit 10.

同様に、(c)図の状態から所定時間tが経過した後、第1番目の液滴と第2番目の液滴とが結合したゲルは第2の流体に流されて、流動方向にvtだけ移動する((d)図参照)。このタイミングで、第3番目の液滴が第2の流体の液面に着弾し、第2番目の液滴の一部と接触しながらゲル化する。これにより、(d)図のように3つの球状の液滴が直列に結合したようなゲルが生成される。また、噴射部10からは第5番目の液滴が噴射される。
この動作を繰り返すことにより、球状の液滴が直列に連なった糸状のゲルが生成される。
Similarly, after a predetermined time t has elapsed from the state of (c), the gel in which the first droplet and the second droplet are combined is caused to flow into the second fluid and vt in the flow direction. (See (d) figure). At this timing, the third droplet lands on the liquid surface of the second fluid and gels while contacting a part of the second droplet. As a result, a gel is generated in which three spherical droplets are connected in series as shown in FIG. Further, the fifth droplet is ejected from the ejection unit 10.
By repeating this operation, a filamentous gel in which spherical droplets are connected in series is generated.

次に、糸状のゲルが形成される条件について説明する。図5は、隣り合う液滴同士の間隔Pと液滴の直径dとの関係を説明する図である。   Next, conditions for forming a thread-like gel will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the interval P between adjacent droplets and the diameter d of the droplets.

本実施形態において、流体噴射部10から第1の流体が噴射される際の周波数fと、第2の流体の流動速度vとが共に一定であれば、隣り合う液滴同士の間隔PはP=v/fで表される。図5Aはこの間隔Pが液滴の直径dよりも大きい場合(P>dの場合)を表す。この場合、隣り合う液滴と液滴とが接触しないため、液滴はそれぞれ単独の球状ゲルを形成し、糸状のゲルを生成することはできない。   In this embodiment, if the frequency f when the first fluid is ejected from the fluid ejecting unit 10 and the flow velocity v of the second fluid are both constant, the interval P between adjacent droplets is P. = V / f FIG. 5A shows the case where the interval P is larger than the diameter d of the droplet (when P> d). In this case, since the adjacent droplets do not come into contact with each other, the droplets form a single spherical gel and cannot form a thread-like gel.

これに対して、図5Bは隣り合う液滴同士の間隔Pが液滴の直径dと等しい場合(P=dの場合)を表す。この場合、隣り合う液滴と液滴とが接するため、図のように糸状のゲルが生成される。   On the other hand, FIG. 5B shows the case where the interval P between adjacent droplets is equal to the diameter d of the droplets (P = d). In this case, since the adjacent droplets are in contact with each other, a filamentous gel is generated as shown in the figure.

また、図5Cは隣り合う液滴同士の間隔Pが液滴の直径dよりも小さい場合(P<dの場合)を表す、この場合も、隣り合う液滴と液滴とが接触するため、糸状のゲルが生成される。さらに、液滴同士の接触部分(図の斜線で示される部分)が大きくなるため、液滴同士の結合がより強くなり、強固な糸状ゲルを生成することができる。但し、隣り合う液滴同士の間隔Pが狭くなると問題が生じる。例えば、間隔Pが液滴の半径よりも小さい場合(P<d/2の場合)、液滴と液滴との接触部分が大きすぎて、液滴同士が団子状の塊になってしまうことから、糸状のゲルを生成することが難しくなる。   FIG. 5C shows a case where the interval P between adjacent droplets is smaller than the diameter d of the droplets (when P <d). In this case as well, the adjacent droplets and the droplets are in contact with each other. A filamentous gel is produced. Furthermore, since the contact part (part shown with the oblique line of a figure) of droplets becomes large, the coupling | bonding of droplets becomes stronger and it can produce | generate a strong thread-like gel. However, a problem arises when the interval P between adjacent droplets becomes narrow. For example, when the interval P is smaller than the radius of the droplet (P <d / 2), the contact portion between the droplet and the droplet is too large, and the droplets become a dumpling lump. Therefore, it becomes difficult to produce a thread-like gel.

これらのことから、次のことが言える。すなわち、本実施形態では、P=v/f≦dとなる条件において糸状のゲルを形成することができる。したがって、制御部50はv/f≦dの関係を満たすように、第1の流体の噴射周波数fと第2の流体の流動速度v、及び、第1の流体の噴射量(形成される液滴の径d)の制御を行なう。さらに、d/2<P≦dの範囲となるように、v、f、dの値を調整することが、より望ましい。   From these, the following can be said. That is, in this embodiment, a thread-like gel can be formed under the condition of P = v / f ≦ d. Accordingly, the control unit 50 satisfies the relationship of v / f ≦ d, the first fluid ejection frequency f, the second fluid flow velocity v, and the first fluid ejection amount (the liquid to be formed). The drop diameter d) is controlled. Furthermore, it is more desirable to adjust the values of v, f, and d so that d / 2 <P ≦ d.

<ゲル生成材料について>
ゲルを生成する材料である第1の流体、及び、第2の流体について説明する。
<About gel forming material>
The first fluid and the second fluid, which are materials that generate the gel, will be described.

(第1の流体について)
本実施形態において、第1の流体としては多糖類、もしくは蛋白質類(例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カルシウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウム、エチルセルロース、メチルセルロース、ペクチン、ジェランガム、キトサン、コラーゲン、フィブリノーゲン等)を含んだ物質(水溶液)が用いられる。アルギン酸塩類は人体に対してほぼ無害であり、ゲル材として使用することにより医療分野などへの応用性の範囲が広くなる。
(About the first fluid)
In the present embodiment, the first fluid contains polysaccharides or proteins (for example, sodium alginate, calcium alginate, potassium alginate, ammonium alginate, ethyl cellulose, methyl cellulose, pectin, gellan gum, chitosan, collagen, fibrinogen, etc.). Substance (aqueous solution) is used. Alginates are almost harmless to the human body, and their range of applicability in the medical field and the like is widened by using them as gel materials.

また、第1の流体は有効成分(例えば、ハイドロキノン、セラミド、牛血清アルブミン、γ−グロブリン、リピオドール、ビフィズス菌、ビタミン、ヒアルロン酸、IPS細胞等)を含んでいてもよい。   The first fluid may contain an active ingredient (for example, hydroquinone, ceramide, bovine serum albumin, γ-globulin, lipiodol, bifidobacteria, vitamins, hyaluronic acid, IPS cells, etc.).

本実施形態では、上述したように噴射された第1の流体の液滴がそのままゲル(カプセル)となるため、材料の歩留まりが非常に高い。したがって非常に高価な物質を材料として使用しなければならない場合(例えば、生体組織として利用可能な繊維状のゲルを生成する際に、医療用材料を原料としてゲルを生成する場合)等において、コストの面で非常に効果的である。また、使用される流体の量が最適化できるため、廃棄される流体の量が少なく環境保護という観点でも有効である。   In the present embodiment, since the first fluid droplets ejected as described above directly form a gel (capsule), the yield of the material is very high. Therefore, when a very expensive substance has to be used as a material (for example, when a fibrous gel that can be used as a biological tissue is generated, a gel is generated using a medical material as a raw material), etc. Is very effective. In addition, since the amount of fluid used can be optimized, the amount of fluid discarded is small and effective from the viewpoint of environmental protection.

(第2の流体について)
本実施形態において、第2の流体として、ゲル化誘発因子を持つような多価金属塩(例えば、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム、クエン酸カルシウム、乳酸カルシウム、炭酸カルシウム等のカルシウム塩を含むものや、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、リン酸アルミニウム等のアルミニウム塩、塩化マンガン、硝酸マンガン、酢酸マンガン、硫酸マンガン等のマンガン塩、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等のマグネシウム塩、リン酸第一鉄、リン酸第二鉄等の鉄塩等)を含む物質(水溶液)が用いられる。
(About the second fluid)
In the present embodiment, the second fluid includes a polyvalent metal salt having a gelation-inducing factor (for example, calcium salts such as calcium chloride, calcium acetate, calcium nitrate, calcium citrate, calcium lactate, and calcium carbonate). Aluminum salts such as aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum acetate, aluminum phosphate, manganese salts such as manganese chloride, manganese nitrate, manganese acetate, manganese sulfate, magnesium chloride, magnesium nitrate, magnesium acetate, magnesium sulfate And the like (magnesium salts, iron salts such as ferrous phosphate, ferric phosphate, etc.) (aqueous solutions) are used.

本実施形態では、第1の流体が第2の流体と接触して架橋反応、重合反応、高分子反応といった化学反応を生じることにより、第1の流体による液滴の表面部分から硬化(ゲル化)する。なお、ここで言う「硬化(ゲル化)」とは粘度が高くなる状態も含む。   In the present embodiment, the first fluid comes into contact with the second fluid to cause a chemical reaction such as a crosslinking reaction, a polymerization reaction, or a polymer reaction, so that the first fluid is cured (gelled) from the surface portion of the droplet. ) Here, “curing (gelation)” includes a state in which the viscosity increases.

次に、第1の流体としてアルギン酸ナトリウム水溶液を用い、第2の流体として塩化カルシウム水溶液を用いた場合に生じる化学反応について説明する。図6は、アルギン酸ナトリウムの説明図である。図7は、アルギン酸ナトリウムからアルギン酸カルシウムゲルへ変化する中間の様子を示す説明図である。図8は、アルギン酸カルシウムゲルの説明図である。   Next, a chemical reaction that occurs when a sodium alginate aqueous solution is used as the first fluid and a calcium chloride aqueous solution is used as the second fluid will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of sodium alginate. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an intermediate state of changing from sodium alginate to calcium alginate gel. FIG. 8 is an explanatory diagram of a calcium alginate gel.

図6に示されるように、アルギン酸ナトリウム(CNa)はアルギン酸に1価のナトリウムイオンが結合している。このアルギン酸ナトリウムが塩化カルシウム(CaCl)水溶液にと接触すると、2価のカルシウムイオン(Ca2+)が、アルギン酸ナトリウムのナトリウムイオン(Na)と置換されることで、ゲル化が進行する(図7)。このとき、ナトリウムイオン(Na)は1価であり、カルシウムイオン(Ca2+)は2価であるので、2個のナトリウムイオン(Na)に対して、1個のカルシウムイオン(Ca2+)が置換される。このとき、アルギン酸ナトリウムは、2つのアルギン酸ナトリウム間において、2つのナトリウムイオン(Na)が脱離して、2価の金属イオンである1つのカルシウムイオン(Ca2+)に置換される(図8)。そして、2つのアルギン酸間を橋架けする架橋凝縮が生じ、ゲル化(硬化)する。このような化学反応は架橋反応とも呼ばれる。 As shown in FIG. 6, sodium alginate (C 6 H 7 O 6 Na) has monovalent sodium ions bound to alginic acid. When this sodium alginate comes into contact with an aqueous solution of calcium chloride (CaCl 2 ), divalent calcium ions (Ca 2+ ) are replaced with sodium ions (Na + ) of sodium alginate, so that gelation proceeds (FIG. 7). At this time, the sodium ion (Na + ) is monovalent and the calcium ion (Ca 2+ ) is divalent, and therefore one calcium ion (Ca 2+ ) with respect to two sodium ions (Na + ). Is replaced. At this time, in the sodium alginate, two sodium ions (Na + ) are eliminated between the two sodium alginate and are replaced with one calcium ion (Ca 2+ ) which is a divalent metal ion (FIG. 8). . Then, cross-linking condensation that bridges the two alginic acids occurs and gels (hardens). Such a chemical reaction is also called a crosslinking reaction.

ところで、図8には、破線で囲われた領域が示されている。アルギン酸カルシウムゲルでは、この破線で囲われた領域を通じてゲルの内部から外部へ水分子が移動したり、外部から内部へと水分子が移動したりする。このように破線で囲われた領域に水分子が存在することにより、弾力性のあるゲルが実現されている。そして、ゲルにおける水分子の流入量と流出量は均衡している。本実施形態において、親水性を有するゲルが形成されることによって、生体組織として用いる場合等において生体親和性が高いゲルを生成することができる。また、親水性のゲルであることから、当該ゲルと外部環境との間でゲルを介した浸透圧の調整が容易になるという利点もある。   Incidentally, FIG. 8 shows a region surrounded by a broken line. In the calcium alginate gel, water molecules move from the inside of the gel to the outside through the region surrounded by the broken line, or the water molecules move from the outside to the inside. Thus, the elastic gel is realized by the presence of water molecules in the region surrounded by the broken line. The inflow and outflow of water molecules in the gel are balanced. In the present embodiment, by forming a hydrophilic gel, it is possible to generate a gel having high biocompatibility when used as a biological tissue. Moreover, since it is a hydrophilic gel, there also exists an advantage that adjustment of the osmotic pressure through a gel becomes easy between the said gel and external environment.

<第1実施形態の効果>
第1実施形態では、川のように所定方向に連続して流動する第2の流体に対して、断続的に第1の流体を噴射することで液滴を形成する。そして、1番目の液滴が第2の流体中を流動する間に、2番目の液滴を1番目の液滴と接触させることにより、2つの液滴が結合したゲルを生成する。この動作を繰り返すことで、複数の液滴(ゲル)が直列に連なった状態の糸状ゲルを生成することができる。
<Effects of First Embodiment>
In the first embodiment, droplets are formed by ejecting the first fluid intermittently with respect to the second fluid that continuously flows in a predetermined direction like a river. Then, while the first droplet flows in the second fluid, the second droplet is brought into contact with the first droplet to generate a gel in which the two droplets are combined. By repeating this operation, a filamentous gel in which a plurality of droplets (gels) are connected in series can be generated.

また、第2の流体を直線的に流すことにより、生成された糸状のゲルを絡まりにくくすることができるので、所望の長さの糸状ゲルを生成しやすくなる。   Moreover, since the produced | generated filamentous gel can be made hard to get entangled by flowing the 2nd fluid linearly, it becomes easy to produce | generate the filamentous gel of desired length.

<変形例>
図2では、ゲル製造装置1の流体噴射部10(噴射ヘッド11)が1つのノズルを有する構成について説明されていたが、液体噴射部10が複数のノズルを備える構成としてもよい。図9に、変形例におけるゲル製造装置1の概略図を示す。
<Modification>
In FIG. 2, the configuration in which the fluid ejecting unit 10 (ejection head 11) of the gel manufacturing apparatus 1 has one nozzle is described, but the liquid ejecting unit 10 may have a plurality of nozzles. In FIG. 9, the schematic of the gel manufacturing apparatus 1 in a modification is shown.

変形例の流体噴射部10は、第2の流体の流動方向と交差する方向に並ぶ複数のノズルを有する。図9の場合、X軸方向に流動する第2の流体に対して、Y軸方向に並ぶ複数のノズルからそれぞれ第1の流体が噴射される。複数の液滴(第1の流体)を同じタイミングで噴射することができるので、同時に複数の糸状ゲルが生成され、より効率的に糸状ゲルを生成できるようになる。なお、流動部20の流動通路21を直線状にしておけば、第2の流体の流動が層流の流れになりやすくなるため、複数の糸状ゲルが互いに絡まりあうことを抑制することができる。   The fluid ejecting unit 10 according to the modified example includes a plurality of nozzles arranged in a direction intersecting the flow direction of the second fluid. In the case of FIG. 9, the first fluid is ejected from a plurality of nozzles arranged in the Y-axis direction with respect to the second fluid flowing in the X-axis direction. Since a plurality of droplets (first fluid) can be ejected at the same timing, a plurality of filamentous gels are generated at the same time, and the filamentous gel can be generated more efficiently. In addition, if the flow path 21 of the flow part 20 is linear, the flow of the second fluid is likely to be a laminar flow, so that the plurality of filamentous gels can be prevented from being entangled with each other.

===第2実施形態===
第2実施形態では、渦巻状に流動する第2の流体に対して第1の流体を噴射するゲル製造装置2を用いて糸状ゲルを生成する。
=== Second Embodiment ===
In 2nd Embodiment, a filamentous gel is produced | generated using the gel manufacturing apparatus 2 which injects a 1st fluid with respect to the 2nd fluid which flows in a spiral shape.

<ゲル製造装置の構成>
図10は、ゲル製造装置2の概略図である。ゲル製造装置2では、流動部20の構成がゲル製造装置1とは異なる。流体噴射部10及び制御部50の構成はゲル製造装置1と同様である。
<Configuration of gel production apparatus>
FIG. 10 is a schematic view of the gel manufacturing apparatus 2. In the gel manufacturing apparatus 2, the configuration of the fluidizing section 20 is different from that of the gel manufacturing apparatus 1. The configurations of the fluid ejecting unit 10 and the control unit 50 are the same as those of the gel manufacturing apparatus 1.

(流動部20)
ゲル製造装置2の流動部20は、流動容器25と、スターラー26とを有する。
流動容器25は図10に示されるように上部が開口された円筒形の容器であり、内部に第2の流体を液体状に貯留する。そのため、流動容器25は第2の流体と接触しても化学反応を生じないガラス等の材質で形成される。また、流動容器25は流体噴射部10の鉛直下方に設置され、流体噴射部10から噴射された第1の流体が、流動容器25の内部に貯留された第2の流体中に着弾するように位置が調整される。設置位置の調整の詳細は後で説明する。
(Fluid part 20)
The flow section 20 of the gel manufacturing apparatus 2 includes a flow container 25 and a stirrer 26.
As shown in FIG. 10, the flow container 25 is a cylindrical container having an upper opening, and stores the second fluid in a liquid state therein. Therefore, the fluid container 25 is formed of a material such as glass that does not cause a chemical reaction even when it comes into contact with the second fluid. Further, the fluid container 25 is installed vertically below the fluid ejecting unit 10 so that the first fluid ejected from the fluid ejecting unit 10 lands in the second fluid stored in the fluid container 25. The position is adjusted. Details of the installation position adjustment will be described later.

スターラー26は、動力部261と回転子262とを有する。動力部261は流動容器25の下側に設けられ、磁力によって回転子262をXY平面と平行な平面上で回転させる。その際、回転子262の回転速度や回転方向を調整することが可能である。   The stirrer 26 includes a power unit 261 and a rotor 262. The power unit 261 is provided below the flow container 25, and rotates the rotor 262 on a plane parallel to the XY plane by a magnetic force. At that time, it is possible to adjust the rotation speed and rotation direction of the rotor 262.

回転子262は細長い棒状の部材であり、流動容器25の内部に設けられる。そして、動力部261によって回転されることにより、流動容器25の内部に貯留された第2の流体(液体)を渦状に流動させる。ここで、回転子262の回転中心は、流動容器25の中心位置と一致するように調整され、第2の流体は流動容器25の中心軸周りを渦状に流動する。   The rotor 262 is an elongated rod-like member and is provided inside the flow container 25. The second fluid (liquid) stored inside the fluid container 25 is swirled by being rotated by the power unit 261. Here, the rotation center of the rotor 262 is adjusted so as to coincide with the center position of the flow container 25, and the second fluid flows in a vortex around the central axis of the flow container 25.

<ゲル生成動作について>
第2実施形態において、第1の流体、及び、第2の流体は、第1実施形態と同様の物質を用いることができる。
<About gel generation operation>
In the second embodiment, the same material as the first embodiment can be used for the first fluid and the second fluid.

第2実施形態における糸状ゲルの生成動作は、基本的に第1実施形態と同様である。但し、本実施形態では第2の流体が渦状に回転流動している。すなわち、第2の流体の流動速度vは、流体噴射部10のノズル111と対向する位置における第2の流体の回転方向の速度で表される。図10においては、流体噴射部10から鉛直下方(Z軸方向)に第1の流体が噴射される。したがって、第1の流体が、第2の流体の回転中心からrだけ離れた位置に着弾する場合、流動容器25の中心から半径rの円周の接線方向における速度が、第2の流体の流動速度vとなる(図10参照)。   The generation operation of the filamentous gel in the second embodiment is basically the same as that of the first embodiment. However, in the present embodiment, the second fluid rotates and flows in a spiral shape. That is, the flow velocity v of the second fluid is represented by the velocity in the rotation direction of the second fluid at a position facing the nozzle 111 of the fluid ejecting unit 10. In FIG. 10, the first fluid is ejected from the fluid ejecting unit 10 vertically downward (Z-axis direction). Therefore, when the first fluid lands at a position r away from the center of rotation of the second fluid, the velocity in the tangential direction of the circumference of the radius r from the center of the flow container 25 has a flow rate of the second fluid. The speed becomes v (see FIG. 10).

第1の流体の噴射周期(1/f)と、形成される液滴の直径(d)の条件は第1実施形態と同様であるので、d≧v/f(=P)となるように、各値を制御することで、球状のゲルが直列に連なったゲル(糸状のゲル)を生成することができる。   Since the conditions of the ejection cycle (1 / f) of the first fluid and the diameter (d) of the formed droplet are the same as those in the first embodiment, d ≧ v / f (= P) is satisfied. By controlling each value, a gel (thread-like gel) in which spherical gels are connected in series can be generated.

なお、本実施形態では実際に回転流動している第2の流体の流動速度vを測定することは困難である。したがって、最適な流動速度vが実験的に調整される。具体的には、周波数f、及び液滴の直径dを一定とした状態で、スターラー26の回転速度を変更しながらゲルを生成し、ゲルが糸状に連結するときの条件(回転条件)が求められる。   In this embodiment, it is difficult to measure the flow velocity v of the second fluid that is actually rotating and flowing. Therefore, the optimum flow velocity v is experimentally adjusted. Specifically, the condition (rotation condition) when the gel is generated while changing the rotation speed of the stirrer 26 in a state where the frequency f and the diameter d of the droplet are constant is obtained and the gel is connected in a string form is obtained. It is done.

また、本実施形態ではスターラー26を用いて第2の流体を渦状に回転流動させるため、第2の流体の液面が平面にならない部分が生じる場合がある。例えば、回転の中心(流動容器25の中心)付近では第2の流体の液面がすり鉢のような形状(漏斗状)になり、液面に歪が生じやすい。液面に歪が生じている部分(水平にならない部分)に第1の流体が噴射されると、高精度な糸状のゲルを生成できないおそれがある。そこで、本実施形態では、回転流動する第2の流体の液面がほぼ水平となる部分に、第1の流体の液滴が着弾するように、液体噴射部10と流動部20(流動容器25)との位置関係が調整される。   In the present embodiment, since the second fluid is swirled and swirled using the stirrer 26, there may be a portion where the liquid level of the second fluid is not flat. For example, in the vicinity of the center of rotation (the center of the fluid container 25), the liquid level of the second fluid has a mortar-like shape (funnel shape), and the liquid level is likely to be distorted. If the first fluid is ejected to a portion where the liquid surface is distorted (a portion that does not become horizontal), there is a possibility that a highly accurate thread-like gel cannot be generated. Therefore, in the present embodiment, the liquid ejecting unit 10 and the flow unit 20 (flow container 25) are arranged such that the liquid droplet of the first fluid lands on a portion where the liquid level of the second fluid that rotates and flows is substantially horizontal. ) Is adjusted.

<第2実施形態の効果>
第2実施形態では、第2の流体を渦状に流動させながら糸状のゲルを生成する。第1実施形態では第2の流体を直線的に流動させていたため、大量の流体を連続的に流す必要があった。一方、本実施形態では、流動部20の流動容器25に貯留される分量の第2の流体があればゲルを生成することができる。すなわち、使用される第2の流体の量を節約することができ、ゲルの製造コストを安くすることができる。
<Effects of Second Embodiment>
In the second embodiment, a filamentous gel is generated while the second fluid is swirled. In the first embodiment, since the second fluid is made to flow linearly, it is necessary to continuously flow a large amount of fluid. On the other hand, in this embodiment, if there is an amount of the second fluid stored in the flow container 25 of the flow section 20, a gel can be generated. That is, the amount of the second fluid used can be saved, and the manufacturing cost of the gel can be reduced.

また、第1実施形態と比較して流動部20の設置面積が小さいため、ゲル製造装置の構成がコンパクトになり、省スペース化が図れる。   Moreover, since the installation area of the flow part 20 is small compared with 1st Embodiment, the structure of a gel manufacturing apparatus becomes compact and can attain space saving.

===第3実施形態===
第3実施形態では、流体噴射部10から噴射される第1の流体の量を変更しながら、糸状のゲルを生成する。第1の流体の噴射量を変更することにより、形成される液滴の直径dも変更される。すなわち、大きさの異なる液滴が直列に連なることで、太さが一様でない糸状ゲルを生成することができる。第3実施形態で用いるゲル製造装置は上述のゲル製造装置1または2と同様である。
=== Third Embodiment ===
In the third embodiment, the filamentous gel is generated while changing the amount of the first fluid ejected from the fluid ejecting unit 10. By changing the ejection amount of the first fluid, the diameter d of the formed droplet is also changed. That is, a string-like gel having a non-uniform thickness can be generated by connecting droplets having different sizes in series. The gel manufacturing apparatus used in the third embodiment is the same as the gel manufacturing apparatus 1 or 2 described above.

図11に、第3実施形態で生成される糸状ゲルの例を示す。第3実施形態では、図のように途中で太さが変化する糸状ゲルが生成される。例えば、図11の(a)の場合、途中までは直径dの液滴によって糸状ゲルが形成され、途中から直径1.5dの液滴によって糸状ゲルが形成される。すなわち、途中から太さが1.5倍に変化するような糸状ゲルを生成することができる。   In FIG. 11, the example of the filamentous gel produced | generated by 3rd Embodiment is shown. In the third embodiment, a filamentous gel whose thickness changes midway as shown in the figure is generated. For example, in the case of FIG. 11A, a filamentous gel is formed by droplets having a diameter d until halfway, and a filamentous gel is formed by droplets having a diameter of 1.5d from the middle. That is, a filamentous gel whose thickness changes 1.5 times from the middle can be generated.

また、図11の(b)の場合、糸状ゲルを形成する複数の液滴のうちで、一部のゲルの直径が2dで、その他のゲルの直径がdとなっている。例えば、糸状ゲルを生体組織として利用する際に、一部のゲルの内部に細胞組織を封入させたい場合がある。このような場合、該細胞組織を封入するゲルは所定の大きさ以上とする必要がある。封入容器となるゲルが小さすぎると細胞組織が死滅してしまうおそれがあるからである。したがって、図11に示されるような、部分的に大きなゲルを含む糸状のゲルを生成する必要性が生じる場合がある。   In the case of FIG. 11B, among the plurality of droplets forming the filamentous gel, the diameter of a part of the gel is 2d and the diameters of the other gels are d. For example, when a filamentous gel is used as a biological tissue, there is a case where it is desired to encapsulate a cell tissue inside a part of the gel. In such a case, the gel encapsulating the cell tissue needs to have a predetermined size or more. This is because if the gel serving as the enclosure is too small, the cell tissue may be killed. Accordingly, there may be a need to produce a filamentous gel that partially includes a large gel as shown in FIG.

本実施形態では、流体噴射部10から噴射される第1の流体の量を変更することにより、所望の大きさ(直径d)の液滴を生成することができる。第1の流体の噴射量は、噴射ヘッド11のピエゾ素子PZTに印加される駆動信号の波形を変更することによって調整される。   In the present embodiment, a droplet having a desired size (diameter d) can be generated by changing the amount of the first fluid ejected from the fluid ejecting unit 10. The ejection amount of the first fluid is adjusted by changing the waveform of the drive signal applied to the piezo element PZT of the ejection head 11.

なお、糸状のゲルを生成するためには、上述のようにd≧v/f(=P)を満たす必要があるが、第2の流体の流動速度vを調整することは難しい。そこでdの大きさに応じて、第1の流体の噴射周波数fを調整することによってd≧v/fの条件を満たすようにする。周波数fもピエゾ素子PZTに印加される駆動信号の波形を変更することによって調整することができる。   In order to generate a filamentous gel, it is necessary to satisfy d ≧ v / f (= P) as described above, but it is difficult to adjust the flow velocity v of the second fluid. Therefore, the condition of d ≧ v / f is satisfied by adjusting the ejection frequency f of the first fluid according to the magnitude of d. The frequency f can also be adjusted by changing the waveform of the drive signal applied to the piezo element PZT.

<第3実施形態の効果>
第3実施形態では、第1の流体の噴射量及び、噴射時の周波数を変更することにより、大きさ(直径)の異なるゲル同士が直列に連なった状態のゲル(糸状のゲル)が生成される。これにより、部分的に太さの異なる糸状のゲルを生成することができる。
<Effect of the third embodiment>
In the third embodiment, a gel (thread-like gel) in which gels having different sizes (diameters) are connected in series is generated by changing the injection amount of the first fluid and the frequency at the time of injection. The Thereby, the filamentous gel from which thickness differs partially can be produced | generated.

===第4実施形態===
上述の各実施形態では、第1の流体と第2の流体とを接触させて化学反応を生じさせることにより、第1の流体をゲル化させていた。これに対して、第4実施形態では、第1の流体を冷却することによりゲル化させる。第4実施形態で用いる製造装置は上述のゲル製造装置1または2と同様である。
=== Fourth Embodiment ===
In each of the above-described embodiments, the first fluid and the second fluid are brought into contact with each other to cause a chemical reaction, whereby the first fluid is gelled. In contrast, in the fourth embodiment, the first fluid is gelled by cooling. The manufacturing apparatus used in the fourth embodiment is the same as the gel manufacturing apparatus 1 or 2 described above.

本実施形態では、第1の流体としてゼラチンや寒天等、常温時(若しくは高温時)には液体状であるが、冷却するとゲル化して硬くなる(ゲル化する)物質を用いる。そして、第2の流体として第1の流体を冷却する液体を用いる。例えば、冷たい水を用いることができる。なお、第2の流体は、第1の流体と化学反応せず、第1の流体を冷却することができるのであれば、水以外の物質を用いることも可能であるが、水を用いることにより、コストを安く抑えることができ、また、流体の扱いが容易になる。   In the present embodiment, a material such as gelatin or agar that is in a liquid state at normal temperature (or at a high temperature) but gels and hardens (gels) when cooled is used as the first fluid. A liquid that cools the first fluid is used as the second fluid. For example, cold water can be used. As long as the second fluid does not chemically react with the first fluid and can cool the first fluid, a substance other than water can be used. However, by using water, The cost can be kept low and the fluid can be easily handled.

ゲルを製造する際には、ゲル製造装置1または2を用いて、断続的に噴射される第1の流体(例えばゼラチン)の液滴を第2の流体(例えば冷却水)と接触させることにより、ゼラチンを冷却してゲル化させる。これにより、糸状のゲルを生成することができる。その際、冷却に用いる第2の流体の温度を変更することにより、ゲルの硬さを調節することが可能である。本実施形態では、第2の流体を10℃以下の所定の温度に保つことで、第1の流体を冷却する。なお、ゼラチンを安定してゲル化させるためには、第2の流体の温度の範囲は2℃〜6℃程度とすることが望ましい。そのため、流動部20の温度を調節するための冷却装置(不図示)を設けてもよい。ただし、第1の流体をゲル化させることができるのであれば、第2の流体の温度を10℃より高くすることも可能である。また、ゼラチンの濃度を変更することによってもゲルの硬さを調整することができる。   When the gel is produced, the gel production apparatus 1 or 2 is used to bring droplets of the first fluid (eg, gelatin) ejected intermittently into contact with the second fluid (eg, cooling water). The gelatin is cooled and gelled. Thereby, a thread-like gel can be produced | generated. At that time, it is possible to adjust the hardness of the gel by changing the temperature of the second fluid used for cooling. In the present embodiment, the first fluid is cooled by maintaining the second fluid at a predetermined temperature of 10 ° C. or lower. In order to stably gelatinize the gelatin, the temperature range of the second fluid is desirably about 2 ° C. to 6 ° C. Therefore, you may provide the cooling device (not shown) for adjusting the temperature of the flow part 20. FIG. However, if the first fluid can be gelled, the temperature of the second fluid can be higher than 10 ° C. Further, the hardness of the gel can be adjusted by changing the gelatin concentration.

本実施形態において、コラーゲンを主成分とするゼラチンを用いて糸状ゲルを生成することにより、上述のような医療分野への応用の他に、コラーゲンの保湿成分を利用した化粧品等にも応用しやすくなる。   In this embodiment, by forming a filamentous gel using gelatin whose main component is collagen, it can be easily applied to cosmetics using a moisturizing component of collagen in addition to the above-mentioned application in the medical field. Become.

<第4実施形態の効果>
第4実施形態では、冷却することによってゲル化する液体を用いて糸状のゲルを生成する。第2の流体として水を用いることができるため、材料コストが安く、入手や扱いも容易となる。また、温度によって簡単にゲルの硬さを調整することができるため、用途に応じて所望の硬さの糸状ゲルを生成することができる。
<Effects of Fourth Embodiment>
In 4th Embodiment, a filamentous gel is produced | generated using the liquid which gelatinizes by cooling. Since water can be used as the second fluid, the material cost is low, and it is easy to obtain and handle. Moreover, since the hardness of a gel can be easily adjusted with temperature, the filamentous gel of desired hardness can be produced | generated according to a use.

===第5実施形態===
第5実施形態では、第1の流体を酵素反応によりゲル化させる。第5実施形態で用いる製造装置は上述のゲル製造装置1または2と同様である。
=== Fifth Embodiment ===
In the fifth embodiment, the first fluid is gelled by an enzymatic reaction. The manufacturing apparatus used in the fifth embodiment is the same as the gel manufacturing apparatus 1 or 2 described above.

本実施形態では、第1の流体としてフィブリノーゲン等、液体状であるが、酵素反応によりゲル化して固くなる物質を用いる。そして、第2の流体として酵素を含んだ溶液を用いる。   In the present embodiment, the first fluid is a liquid such as fibrinogen, but a substance that gels and hardens by an enzymatic reaction is used. A solution containing an enzyme is used as the second fluid.

ゲルを製造する際には、ゲル製造装置1または2を用いて、断続的に噴射される第1の流体(例えばフィブリノーゲン水溶液)の液滴を第2の流体(酵素溶液)と接触させることにより、フィブリノーゲンを酵素反応させてゲル化させる。これにより、糸状のゲルを生成することができる。その際、反応に用いる第2の流体の酵素濃度を変更することにより、ゲルの固さを調節することが可能である。また、フィブリノーゲンの濃度を変更することによってもゲルの固さを調整することができる。   When the gel is produced, the gel production apparatus 1 or 2 is used to bring droplets of the first fluid (for example, fibrinogen aqueous solution) intermittently ejected into contact with the second fluid (enzyme solution). Fibrinogen is gelled by enzymatic reaction. Thereby, a thread-like gel can be produced | generated. At that time, the hardness of the gel can be adjusted by changing the enzyme concentration of the second fluid used in the reaction. The gel hardness can also be adjusted by changing the fibrinogen concentration.

本実施形態において、フィブリノーゲン水溶液を用いて糸状ゲルを生成することにより、上述のような医療分野への応用の他に、細胞培養などのバイオテクノロジー分野にも応用しやすくなる。   In this embodiment, by producing a filamentous gel using an aqueous fibrinogen solution, it can be easily applied to the biotechnology field such as cell culture in addition to the medical field application as described above.

<第5実施形態の効果>
第5実施形態では、酵素反応によってゲル化する液体を用いて糸状のゲルを生成する。第1の流体や第2の流体の濃度を変更することによって簡単にゲルの硬さを調整することができるため、用途に応じて所望の固さの糸状ゲルを生成することができる。また、様々な分野への応用が可能となる。
<Effect of Fifth Embodiment>
In the fifth embodiment, a filamentous gel is generated using a liquid that gels by an enzymatic reaction. Since the hardness of the gel can be easily adjusted by changing the concentration of the first fluid or the second fluid, a filamentous gel having a desired hardness can be generated according to the application. In addition, it can be applied to various fields.

===その他の実施形態===
一実施形態としてのゲル製造装置を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
=== Other Embodiments ===
Although the gel manufacturing apparatus as one embodiment has been described, the above embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof. Even the embodiments described below are included in the present invention.

<ゲル生成材料について>
前述の各実施形態では、第1の流体及び第2の流体についてそれぞれ具体例が例示されていたが、例示された以外のゲル生成材料を用いて糸状ゲルを生成することも可能である。
<About gel forming material>
In each of the above-described embodiments, specific examples are illustrated for the first fluid and the second fluid, respectively, but it is also possible to generate a filamentous gel using a gel generating material other than those illustrated.

<糸状ゲルの用途について>
前述の各実施形態では、糸状ゲルの用途として手術用の糸や生体組織をはじめとする医療用材料としての用途について説明されていたが、例示された以外にも幅広い用途に糸状ゲルを利用することができる。例えば、化粧品としての用途や、機能性食品としての用途等が考えられる。
<Applications of filamentous gel>
In each of the above-described embodiments, the use of the filamentous gel has been described as a medical material such as a surgical thread or living tissue. However, the filamentous gel is used for a wide range of uses other than those exemplified. be able to. For example, the use as cosmetics, the use as functional food, etc. can be considered.

<流体噴射部10について>
前述の各実施形態では、第1の流体の液滴を噴射する液体噴射部として、圧電素子(ピエゾ素子PZT)が用いられていたが、他の機構を用いた液体噴射部であってもよい。例えば、シリンジを押すことによって液体を滴下するディスペンサを用いた機構、静電アクチュエーターを用いた液体噴射機構、静電吸引方式を用いた液体噴射機構、音響エネルギーを用いた液体噴射機構等、種々の機構を用いることができる。その際、噴射される第1の流体の量、噴射周期を任意に変更できる機構であることが望ましい。
<About the fluid ejection unit 10>
In each of the above-described embodiments, the piezoelectric element (piezo element PZT) is used as the liquid ejecting unit that ejects the droplet of the first fluid. However, the liquid ejecting unit may use another mechanism. . For example, various mechanisms such as a mechanism using a dispenser that drops liquid by pushing a syringe, a liquid ejecting mechanism using an electrostatic actuator, a liquid ejecting mechanism using an electrostatic suction method, a liquid ejecting mechanism using acoustic energy, etc. A mechanism can be used. At this time, it is desirable that the mechanism be capable of arbitrarily changing the amount of the first fluid to be ejected and the ejection cycle.

1、2 ゲル製造装置、
10 液体噴射部、11 噴射ヘッド、12 第1流体タンク、
20 流動部、21 流動通路、22 第2流体タンク、23 流動機構、
25 流動容器、26 スターラー26、261 動力部、262 回転子、
50 制御部
1, 2, gel production equipment,
10 liquid ejecting section, 11 ejecting head, 12 first fluid tank,
20 fluid part, 21 fluid passage, 22 second fluid tank, 23 fluid mechanism,
25 Fluid container, 26 Stirrer 26, 261 Power unit, 262 Rotor,
50 Control unit

Claims (9)

第1の流体を噴射する流体噴射部と、
第2の流体を所定の方向に流動させる流動部と、
前記流体噴射部の動作を制御する制御部と、
を備えるゲル製造装置であって、
前記制御部は、
流動する前記第2の流体中に前記第1の流体を噴射して第1のゲルを生成し、
前記第2の流体中で前記第1のゲルの一部と接触するように、流動する前記第2の流体中に前記第1の流体を噴射して第2のゲルを生成し、
前記第1のゲルと前記第2のゲルとが直列に連なった状態のゲルを生成する
ことを特徴とするゲル製造装置。
A fluid ejection unit that ejects the first fluid;
A fluidizing section for causing the second fluid to flow in a predetermined direction;
A control unit for controlling the operation of the fluid ejection unit;
A gel manufacturing apparatus comprising:
The controller is
Injecting the first fluid into the flowing second fluid to produce a first gel;
Injecting the first fluid into the flowing second fluid to contact a portion of the first gel in the second fluid to produce a second gel;
The gel manufacturing apparatus, wherein the first gel and the second gel are generated in a state of being connected in series.
請求項1に記載のゲル製造装置であって、
前記流体噴射部から前記第1の流体が断続的に噴射される際の周波数をf、前記第1の流体によって形成されるゲルの直径をd、前記第2の流体の流動速度をvとするとき、
v/f≦d
の関係を満たす、ことを特徴とするゲル製造装置。
The gel manufacturing apparatus according to claim 1,
The frequency at which the first fluid is intermittently ejected from the fluid ejecting unit is f, the diameter of the gel formed by the first fluid is d, and the flow velocity of the second fluid is v. When
v / f ≦ d
The gel manufacturing apparatus characterized by satisfying the relationship.
請求項1または2に記載のゲル製造装置であって、
前記流動部は、前記第2の流体の流動方向が直線方向となる部分を有するように流動させる、ことを特徴とするゲル製造装置。
The gel manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
The said flow part is made to flow so that the flow direction of a said 2nd fluid may have a part used as a linear direction, The gel manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1または2に記載のゲル製造装置であって、
前記流動部は、前記第2の流体を渦状に回転流動させる、ことを特徴とするゲル製造装置。
The gel manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
The said flow part rotates the said 2nd fluid in the shape of a vortex, The gel manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1〜4のいずれかに記載のゲル製造装置であって、
前記第1の流体は多糖類または蛋白質類を含む水溶液であり、
前記第2の流体は多価金属塩を含む水溶液であり、
前記第1の流体を前記第2の流体と接触させて硬化反応によりゲルを生成する、ことを特徴とするゲル製造装置。
It is a gel manufacturing apparatus in any one of Claims 1-4,
The first fluid is an aqueous solution containing polysaccharides or proteins;
The second fluid is an aqueous solution containing a polyvalent metal salt;
A gel producing apparatus, wherein the first fluid is brought into contact with the second fluid to produce a gel by a curing reaction.
請求項1〜4のいずれかに記載のゲル製造装置であって、
前記第1の流体は、冷却されることによってゲル化する液体であり、
前記第2の流体は、前記第1の流体を冷却する液体であり、
前記第1の流体を前記第2の流体と接触させて冷却することによりゲルを生成する、ことを特徴とするゲル製造装置。
It is a gel manufacturing apparatus in any one of Claims 1-4,
The first fluid is a liquid that gels when cooled,
The second fluid is a liquid that cools the first fluid;
A gel producing apparatus, wherein the first fluid is brought into contact with the second fluid and cooled to produce a gel.
請求項1〜4のいずれかに記載のゲル製造装置であって、
前記第1の流体は、酵素反応によってゲル化する液体であり、
前記第2の流体は、酵素を含んだ水溶液であり、
前記第1の流体を前記第2の流体と接触させて酵素反応によりゲルを生成する、ことを特徴とするゲル製造装置。
It is a gel manufacturing apparatus in any one of Claims 1-4,
The first fluid is a liquid that gels by an enzymatic reaction,
The second fluid is an aqueous solution containing an enzyme,
A gel producing apparatus, wherein the first fluid is brought into contact with the second fluid to produce a gel by an enzymatic reaction.
請求項1〜7いずれかに記載のゲル製造装置で製造された医療用ゲル。   The medical gel manufactured with the gel manufacturing apparatus in any one of Claims 1-7. 所定の方向に流動する第2の流体に第1の流体を噴射して第1のゲルを生成する工程と、
前記第2の流体中で前記第1のゲルの一部と接触するように、流動する前記第2の流体中に前記第1の流体を噴射して第2のゲルを生成する工程と、
を有し、前記第1のゲルと前記第2のゲルとが直列に連なった状態のゲルを生成する、ゲル製造方法。
Injecting a first fluid onto a second fluid flowing in a predetermined direction to produce a first gel;
Injecting the first fluid into the flowing second fluid to produce a second gel so as to contact a portion of the first gel in the second fluid;
A gel production method of producing a gel in a state where the first gel and the second gel are connected in series.
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